源遠(yuǎn)流長(zhǎng)

宋海強(qiáng)

保時(shí)捷四驅(qū)系統(tǒng)首搭車(chē)型是一臺(tái)由FerdinandPorsche設(shè)計(jì)并配置四個(gè)輪轂電機(jī)的Lohner-Porsche賽車(chē)；1947年，保時(shí)捷研發(fā)了搭載可開(kāi)關(guān)四驅(qū)系統(tǒng)的Type360車(chē)型，也就是搭載12缸機(jī)械增壓發(fā)動(dòng)機(jī)并采用輕質(zhì)車(chē)身結(jié)構(gòu)的Cisitalia賽車(chē)。其四輪驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)在車(chē)輛過(guò)彎時(shí)或低摩擦路面上行駛時(shí)，可將驅(qū)動(dòng)功率完全轉(zhuǎn)換為驅(qū)動(dòng)力。

1981

1981年，保時(shí)捷四驅(qū)系統(tǒng)正式在民用車(chē)型上搭載。當(dāng)年的法蘭克福車(chē)展，保時(shí)捷展示了其用于研究四驅(qū)系統(tǒng)的911TurboCabriolet。1984年，保時(shí)捷對(duì)該設(shè)計(jì)進(jìn)行了改進(jìn)，開(kāi)發(fā)了配備四驅(qū)系統(tǒng)并在巴黎-達(dá)喀爾拉力賽上載譽(yù)而歸的Type953車(chē)型。之后，Type953的開(kāi)發(fā)經(jīng)驗(yàn)被運(yùn)用到了959跑車(chē)的生產(chǎn)中；Type959車(chē)型于1985年推出，其前輪驅(qū)動(dòng)裝置可通過(guò)多片式離合器接合，后差速鎖也可通過(guò)多片離合器開(kāi)啟，其中央差速器和差速鎖可以手動(dòng)開(kāi)啟或自動(dòng)開(kāi)啟，這也成為了保時(shí)捷四輪驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的基本設(shè)計(jì)理念。次年，保時(shí)捷959在巴黎-達(dá)喀爾奪得雙料冠軍。

1988

1988年，隨著保時(shí)捷Type964型911的推出，911車(chē)系進(jìn)入了一個(gè)新紀(jì)元：911Carrera4是第一款配備四輪驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的量產(chǎn)保時(shí)捷跑車(chē)。保時(shí)捷為其配備了“差速式滑移控制”四驅(qū)系統(tǒng)。也就是說(shuō)，驅(qū)動(dòng)扭矩從手動(dòng)變速器首先被傳輸至行星齒輪組形式的縱向分動(dòng)器；在鎖止功能未開(kāi)啟時(shí)，扭矩分配比不變：通過(guò)一根封閉式變速驅(qū)動(dòng)軸，69%的扭矩被傳輸至后橋，31%的扭矩被傳輸至前橋。車(chē)輛行進(jìn)時(shí)，ABS傳感器可以探測(cè)到每個(gè)車(chē)輪是否出現(xiàn)打滑，而液壓鎖則負(fù)責(zé)防止打滑。兩個(gè)電控多片式鎖止裝置控制著傳輸給前橋以及兩個(gè)后輪的驅(qū)動(dòng)力，從而持續(xù)優(yōu)化牽引力和行駛穩(wěn)定性、過(guò)彎操控性以及負(fù)荷變化響應(yīng)性。

1994

1994年，保時(shí)捷為993型911Carrera4重新開(kāi)發(fā)了四輪驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。911Turbo首次開(kāi)始采用四輪驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)傳遞動(dòng)力。從此，保時(shí)捷推出帶粘性耦合器的全新四驅(qū)系統(tǒng)，以適時(shí)四驅(qū)取代全時(shí)四驅(qū)。這套適時(shí)四驅(qū)采用更為簡(jiǎn)單的設(shè)計(jì)，粘性耦合器取代了用于前橋驅(qū)動(dòng)的分動(dòng)箱和可控多片離合器，是當(dāng)時(shí)市場(chǎng)上最輕的四驅(qū)系統(tǒng)。該系統(tǒng)日常行駛時(shí)采用后輪驅(qū)動(dòng)，如果前橋和后橋之間出現(xiàn)轉(zhuǎn)速差，被動(dòng)式粘性耦合器會(huì)將部分驅(qū)動(dòng)力傳輸至前橋。因此，四輪驅(qū)動(dòng)911的驅(qū)動(dòng)方式與后輪驅(qū)動(dòng)車(chē)型類(lèi)似，后橋采用了傳統(tǒng)的差速鎖和自動(dòng)制動(dòng)差速器（ABD）。

粘性耦合器的原理是根據(jù)后輪的打滑情況自動(dòng)調(diào)整分配給各個(gè)車(chē)橋的驅(qū)動(dòng)扭矩。四輪驅(qū)動(dòng)車(chē)型標(biāo)配的ABD系統(tǒng)通過(guò)ABS傳感器探測(cè)每個(gè)車(chē)輪的打滑情況，并通過(guò)控制裝置為打滑的車(chē)輪提供相應(yīng)的制動(dòng)扭矩。如果道路左右兩側(cè)的摩擦系數(shù)不同，后橋差速鎖一開(kāi)始會(huì)持續(xù)將驅(qū)動(dòng)力轉(zhuǎn)移到傳輸效率更高的車(chē)輪。如果有車(chē)輪開(kāi)始打滑，ABD就會(huì)對(duì)其進(jìn)行制動(dòng)，并且將與制動(dòng)扭矩相同大小的驅(qū)動(dòng)扭矩傳輸給另一側(cè)的車(chē)輪。這項(xiàng)功能比較可以為車(chē)輛在濕滑路面上行駛時(shí)提供保障。

保時(shí)捷在Type996型911中延續(xù)了這一設(shè)計(jì)理念；不同之處在于粘性耦合器被布置在前橋驅(qū)動(dòng)裝置的油池中，因此，即使在高載荷下也能實(shí)現(xiàn)高效冷卻?？紤]到需要盡可能避免重量增加以及為水冷管路留出空間，996代車(chē)型取消了變速驅(qū)動(dòng)橋，前橋通過(guò)一根外露的萬(wàn)向節(jié)軸獲得驅(qū)動(dòng)力，取代了直接固定在發(fā)動(dòng)機(jī)上的變速器與前橋驅(qū)動(dòng)裝置之間（通過(guò)中央管實(shí)現(xiàn)）的剛性連接。

2002

2002年，保時(shí)捷推出品牌第三個(gè)車(chē)系——Cayenne。該車(chē)配備了全新的四輪驅(qū)動(dòng)技術(shù)。在基本模式中，保時(shí)捷牽引力控制管理系統(tǒng)（PTM）將62%的發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩傳輸給后輪，38%傳輸給前輪。由于使用電機(jī)控制多片離合器作為電子可變中央差速鎖，因此，系統(tǒng)可以根據(jù)駕駛情況改變扭矩分配比例，從而主動(dòng)改變車(chē)輛的縱向和橫向動(dòng)態(tài)性能。此外，在需要長(zhǎng)時(shí)間越野行駛時(shí)，還可手動(dòng)開(kāi)啟中央差速鎖。

PTM對(duì)Cayenne的駕駛動(dòng)態(tài)性能具有決定性的作用。其中央差速鎖和選裝后差速鎖不只是簡(jiǎn)單地對(duì)前橋或后橋的牽引力不足作出響應(yīng)，傳感器還會(huì)探測(cè)車(chē)速、橫向加速度、轉(zhuǎn)向角和油門(mén)控制裝置，從而使PTM計(jì)算前橋和后橋的最佳鎖定程度，并為它們分配必要的驅(qū)動(dòng)扭矩。因此，無(wú)論是高速行駛還是在冰雪路面上低速行駛，這套PTM系統(tǒng)都能為車(chē)輛提供出色的過(guò)彎靈活性和變道駕駛穩(wěn)定性。

2006

2006年，Type997型911Turbo配備了經(jīng)過(guò)改進(jìn)的電控PTM。該系統(tǒng)的核心部件是能夠根據(jù)要求將驅(qū)動(dòng)力傳輸給前橋的電磁啟動(dòng)式多片式離合器。911Turbo的離合器理論上能夠傳輸400N·m的最大扭矩，但其實(shí)在干燥路面上，當(dāng)扭矩達(dá)到300N·m時(shí)，前輪就會(huì)失去抓地力并開(kāi)始打滑，所以這套離合器無(wú)需傳輸如此之大的扭矩。

PTM最長(zhǎng)響應(yīng)時(shí)間僅為100ms，因此能夠比發(fā)動(dòng)機(jī)和駕駛者更早對(duì)負(fù)荷變化作出響應(yīng)。在高速行駛時(shí)，即使進(jìn)行極限駕駛操控，也能確保更好的牽引力和駕駛安全性。為了保證此類(lèi)動(dòng)態(tài)駕駛的安全，保時(shí)捷設(shè)計(jì)師為PTM設(shè)計(jì)了5項(xiàng)關(guān)鍵基本功能。時(shí)至今日，保時(shí)捷四驅(qū)系統(tǒng)依然以這5項(xiàng)功能為基礎(chǔ)：

基本扭矩分配

在日常行駛中，控制系統(tǒng)會(huì)根據(jù)當(dāng)前駕駛情況以特定方式接合前橋驅(qū)動(dòng)裝置，從而持續(xù)地將發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩分配給前橋和后橋。為此，系統(tǒng)必須能夠在毫秒級(jí)的時(shí)間內(nèi)確定前橋所需的扭矩。例如，如果系統(tǒng)探測(cè)到變道，就會(huì)根據(jù)車(chē)速改變前輪驅(qū)動(dòng)裝置的接合程度，從而提升穩(wěn)定性。

引導(dǎo)控制

PTM能夠利用特征參數(shù)較早探測(cè)到行駛狀態(tài)的動(dòng)態(tài)變化，提前避免行駛打滑。例如，在起動(dòng)車(chē)輛時(shí)，PTM系統(tǒng)會(huì)確定駕駛者的加速度，在發(fā)動(dòng)機(jī)將這一加速請(qǐng)求轉(zhuǎn)換成扭矩之前鎖住多片式離合器，以盡可能地防止車(chē)輪打滑。只有在極端情況下，例如兩個(gè)后輪在薄冰上滑動(dòng)而沒(méi)有任何牽引力時(shí)，PTM才會(huì)給前輪傳輸足夠大的扭矩使它們旋轉(zhuǎn)。對(duì)于配備PDK變速器的車(chē)輛，通過(guò)“彈射起步”時(shí)則與此不同。在需要時(shí)，PTM會(huì)在車(chē)輛起動(dòng)前鎖住多片式離合器，從而保證最大的牽引力。

滑移控制

憑借其高扭矩，911能夠在極短時(shí)間內(nèi)達(dá)到后橋的牽引力極限，尤其在濕滑道路上。通過(guò)更多地接合多片式離合器，更多扭矩被傳輸?shù)角皹颍骨皹颢@得更大的驅(qū)動(dòng)力。這一縱向加速度檢測(cè)和控制功能首搭于2006款911Turbo。

糾正轉(zhuǎn)向過(guò)度

當(dāng)車(chē)輛過(guò)彎時(shí)，如果由于潮濕的樹(shù)葉等干擾影響使得車(chē)尾向外擺動(dòng)，系統(tǒng)會(huì)將更多的驅(qū)動(dòng)力傳輸至前橋，從而以動(dòng)態(tài)方式穩(wěn)定車(chē)輛。PTM的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是在將動(dòng)力分配至前橋時(shí)會(huì)結(jié)合轉(zhuǎn)向角。如果駕駛者為了糾正轉(zhuǎn)向過(guò)度而反打方向盤(pán)，PTM會(huì)調(diào)整前橋的驅(qū)動(dòng)力，從而更快速地穩(wěn)定車(chē)輛。

糾正轉(zhuǎn)向不足

如果車(chē)輛的前輪向彎道外側(cè)轉(zhuǎn)動(dòng)，PTM就會(huì)減少傳輸給前橋的扭矩。無(wú)論哪種情況，PTM都能通過(guò)精確的傳感器在駕駛者尚未察覺(jué)不穩(wěn)定的駕駛狀況前作出響應(yīng)，從而實(shí)現(xiàn)高效、動(dòng)態(tài)的過(guò)彎。

2009

2009年推出的Panamera以及2013年推出的Macan，均配備了與911相同的PTM四驅(qū)系統(tǒng)，不過(guò)每一款車(chē)型均有新的變化。2013款911上的PTM著重于提高指向精確性以及增加傳輸給前橋的扭矩。在當(dāng)時(shí)，該系統(tǒng)能夠根據(jù)駕駛情況和駕駛者需求確定經(jīng)濟(jì)的駕駛方式，并減少傳輸給前橋的扭矩，從而降低整體功耗。如果車(chē)輛配備了PDK變速器，PTM還能實(shí)現(xiàn)“滑行”功能。當(dāng)車(chē)輛完全依靠自身慣性“滑行”時(shí)，PTM離合器會(huì)分離，從而降低制動(dòng)扭矩、減少耗油量。

保時(shí)捷全新開(kāi)發(fā)的電液?jiǎn)?dòng)式多片離合器使新一代PTM能更快速、更精確地控制驅(qū)動(dòng)力，車(chē)輛的駕駛動(dòng)態(tài)性、靈活性和行駛穩(wěn)定性均得以提升，系統(tǒng)通過(guò)給前橋傳輸更多的扭矩可提高車(chē)輛的加速度表現(xiàn)。